• ورود کاربران دانشگاهی

  • ثبت نام(مطالعه آنلاین پایان نامه ها)

  • سپندا

    کاربر مهمان
    پنجشنبه 2 آذر 1396| 54.146.50.80 :Your IP
    سامانه پایان نامه های دانشگاه اصفهان (سپندا)



    عنوان :
    امولسیون زدایی زیستی سیستم دوفازی آب-نفت توسط میکروارگانیسم ها
    انتشارات : دانشگاه اصفهان
    سال :1386
    زبان : Persian
    شماره سند : 4517
    موضوع :
    پژوهشگر : آیدا رنجبر مولع
    توصیفگر لاتین : ??????? ???? ???????? ??? De-emulsifier ? De-emulsification ? Microbial De-emulsifier ? Water in oil ? Biosurfactant ? Molasses ? Glucose ? Taguchi method ? Yeast extract ? Bancroft role ? Electrophorese ? Molisch test ? Banedict test ? Biuret test
    توصیفگر فارسی : بیو تکنولوژی ◄ امولسیون زدا ◄ تولید ◄ امولسیون زدایی ◄ امولسیون زدای زیستی ◄ آب در نفت ◄ محلول آبی ◄ محلول نفتی ◄ ماده زیست فعال سطحی ◄ ملاس ◄ گلوکز ◄ روش تاگوچی ◄ عصاره مخمر ◄ شکستن امولسیون ◄ لوترینت آگار ◄ قانون بنکروف ◄ الکتروفورز ◄ آزمایش مولیش ◄ آزم
    دانشکده : دانشگاه اصفهان، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی
    مقطع : کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش بیوتکنولوژی

    استاد راهنما : دکتر حسین صالحی زاده
    استاد مشاور :
    سال دفاع : 1386
    شماره رکورد : 4517
    شماره راهنما : CHE.Eng2 3
    فهرست : فهرست مطالب
    عنوان صفحه
    فصل اول:
    پیشگفتار
    1
    فصل دوم: تعاریف و مفاهیم
    2-1- امولسیون......................................................................................................................................................... 6
    2-1-1- سطح مشترک و کشش سطحی در امولسیون............................................................................... 7
    2-1-2- تعیین نوع امولسیون........................................................................................................................... 10
    2-1-3- اندازه گیری میزان آب و مواد جامد امولسیون.............................................................................. 11
    2-2- تشکیل امولسیون........................................................................................................................................... 13
    2-2-1- روش های موجود برای تشکیل امولسیون...................................................................................... 15
    2-2-1-1- تبدیل فازی................................................................................................................................... 15
    2-2-1-2- تئوری جهت گیری...................................................................................................................... 16
    2-2-1-3- قانون تجربی بنکروف.................................................................................................................. 17
    2-2-1-4- کاتیون های فلزی........................................................................................................................ 19
    2-3-عوامل موثر بر پایداری امولسیون................................................................................................................. 20
    2-3-1- فیلم سطح مشترک............................................................................................................................. 20
    2-3-2- موانع الکتریکی.................................................................................................................................... 21
    2-3-3- زاویه تماس .......................................................................................................................................... 21
    2-3-4- ویسکوزیته............................................................................................................................................. 22
    2-3-5- اندازه قطرات امولسیون...................................................................................................................... 22
    2-3-6- نسبت حجم فازها................................................................................................................................. 23
    2-3-7- دما........................................................................................................................................................... 23
    2-3-8- pH.......................................................................................................................................................... 24
    2-3-9- سن امولسیون....................................................................................................................................... 24
    2-3-10- عوامل امولسیون زا............................................................................................................................ 25
    2-3-11- اختلاف چگالی................................................................................................................................... 26

    عنوان
    2-3-12- تلاطم..................................................................................................................................................
    صفحه
    26
    2-4- میکروامولسیون.............................................................................................................................................. 26
    2-5- شکستن امولسیون..................................................................................................................................... 27
    2-5-1 کرمینگ/ته نشین شدن....................................................................................................................... 28
    2-5-2- تبدیل فاز............................................................................................................................................... 29
    2-5-3- امولسیون زدایی................................................................................................................................... 30
    2-5-3-1- روش های فیزیکی امولسیون زدایی........................................................................................ 30
    2-5-3-2- روش های شیمیایی.................................................................................................................... 31
    2-5-3-3- روش های زیستی امولسیون زدایی......................................................................................... 33
    2-6- سورفکتانت های زیستی.............................................................................................................................. 34
    2-6-1- طبقه بندی سورفکتانت های زیستی............................................................................................... 35
    2-6-1-1- گلیکولیپیدها................................................................................................................................. 36
    2-6-1-1-1- رامنولیپیدها.......................................................................................................................... 36
    2-6-1-1-2- تریلوزلیپیدها......................................................................................................................... 37
    2-6-1-1-3 سوفورولیپیدها ....................................................................................................................... 38
    2-6-1-2- لیپوپپتیدها و لیپوپروتئینها......................................................................................................... 38
    2-6-1-3- اسیدهای چرب، فسفولیپیدها و لیپیدهای خنثی.................................................................. 38
    2-6-1-4- سورفکتانت های زیستی پلیمری............................................................................................... 39
    2-6-1-5- سورفکتانت های ذره ای............................................................................................................... 39
    2-6-2- استخراج سورفکتانت زیستی............................................................................................................... 39
    2-6-2-1- روش های بازیافت مرسوم........................................................................................................... 41
    فصل سوم: مواد و روش ها
    3-1- محیط کشت های مورد استفاده................................................................................................................. 42
    3-1-1- نوترینت آگار........................................................................................................................................... 42
    3-1-2- محیط کشت سنتزی نمکی................................................................................................................. 43
    3-2- مواد.................................................................................................................................................................... 43

    عنوان
    3-3- دستگاههای مورد استفاده............................................................................................................................
    صفحه
    44
    3-4- روش تهیه امولسیون مدل پایدار................................................................................................................. 45
    3-4-1- محلول آبی.............................................................................................................................................. 46
    3-4- 2- محلول نفتی.......................................................................................................................................... 47
    3-4-3- تهیه امولسیون مدل.............................................................................................................................. 47
    3-5 میکروارگانیسم (ها).......................................................................................................................................... 47
    3-5-1 خالص سازی سویه ها ........................................................................................................................... 48
    3-5-2 نگهداری سویه.......................................................................................................................................... 48
    3-5-3- تهیه محیط کشت حاوی سویه مورد نظر........................................................................................ 49
    3-6- اندازه گیری فعالیت امولسیون زدایی در امولسیون مدل........................................................................ 49
    3-6-1- یا زمان نیمه عمر امولسیون......................................................................................................... 49
    3-6-2- درصد امولسیون زدایی......................................................................................................................... 50
    3-7- رسم منحنی رشد سویه امولسیون زدا........................................................................................................ 50
    3-7-1- اصول اولیه اندازه گیری رشد توسط اسپکتروفتومتر................................................................... 51
    3-8 روش طراحی آزمایشها..................................................................................................................................... 52
    3-8-1- تاریخچه روش تاگوچی........................................................................................................................ 52
    3-8-2- طراحی و هدایت آزمایش ها به روش تاگوچی............................................................................... 53
    3-8-3- تجزیه و تحلیل نتایج............................................................................................................................ 53
    3-8-4- مزایا و محدودیت های روش تاگوچی............................................................................................... 53
    3-8-5- عوامل و سطوح انتخابی....................................................................................................................... 54
    3-8-6- طراحی آزمایش صورت گرفته توسط نرم افزار................................................................................ 55
    3-9- استخراج امولسیون زدای تولیدی توسط میکروارگانیسم....................................................................... 56
    3-9-1- تهیه بافر فسفات با pH 6.................................................................................................................. 57
    3-10- روش های تحلیل کیفی و کمی امولسیون زدای استخراجی............................................................ 57
    3-10-1- طیف گیری جذبی مادون قرمز........................................................................................................ 57
    3-10-2- شناسایی کربوهیدرات ها.................................................................................................................. 59

    عنوان
    3-10-2-1- آزمایش مولیش...........................................................................................................................
    صفحه
    59
    3-10-2-2- آزمایش بندیکت......................................................................................................................... 60
    3-10-2-3- تعیین میزان کمی کربوهیدرات با استفاده از معرف آنترون............................................. 61
    3-10-3- شناسایی پروتئین............................................................................................................................... 61
    3-10-3-1- آزمایش بیوره.............................................................................................................................. 61
    3-10-3-2- تعیین میزان کمی پروتئین توسط آزمایش لوری............................................................... 62
    3-10-3-3- الکتروفورز..................................................................................................................................... 63
    3-10-4- شناسایی چربی................................................................................................................................... 64
    3-11- اندازه گیری میزان سوبسترای مصرفی در فرمنتور............................................................................... 64
    فصل چهارم: نتایج و مشاهده ها
    4-1- امولسیون مدل پایدار آب-نفت خام............................................................................................................ 66
    4-1-1- بررسی عوامل موثر بر پایداری امولسیون ........................................................................................ 69
    4-1-1-1- نسبت حجمی فازها...................................................................................................................... 69
    4-1-1-2- دما.................................................................................................................................................... 70
    4-1-1-3- pH................................................................................................................................................... 71
    4-2- میکروارگانیسم امولسیون زدا........................................................................................................................ 72
    4-2-1- انتخاب منبع جداسازی میکروارگانیسم امولسیون زدا.................................................................. 72
    4-2-2- انتخاب سویه امولسیون زدا................................................................................................................. 74
    4-2-3- شناسایی سویه امولسیون زدا.............................................................................................................. 74
    4-3- آزمایش های امولسیون زدایی...................................................................................................................... 76
    4-3-1- اندازه گیری فعالیت امولسیون زدایی در امولسیون مدل.............................................................. 76
    4-3-2- بررسی اثر دمای گرماگذاری امولسیون
    بر روی فعالیت امولسیون زدایی میکروارگانیسم امولسیون زدا ..................................................
    77
    4-3-3- تاثیر حجم تلقیح به امولسیون مدل
    بر روی درصد امولسیون زدایی..........................................................................................................
    79
    4-3-4- ساز و کار امولسیون زدایی در امولسیون مدل................................................................................ 80

    عنوان
    4-4- تجزیه و تحلیل آماری نتایج بهینه سازی تولید امولسیون زدا..............................................................
    صفحه
    82
    4-4-1- نتایج حاصل از مراحل اجرایی طراحی
    آزمایش انجام گرفته توسط نرم افزار تاگوچی.................................................................................
    82
    4-4-2- تحلیل نتایج آزمایش های بهینه سازی............................................................................................ 83
    4-4-3- نمودارهای نحوه ی تاثیر عوامل بر پاسخ.......................................................................................... 87
    4-4-3-1- دما.................................................................................................................................................... 88
    4-4-3-2- سن کشت....................................................................................................................................... 89
    4-4-3-3- pH .................................................................................................................................................. 90
    4-4-3-4- C/N نسبت منبع کربن به منبع نیتروژن................................................................................ 91
    4-4-3-5- میزان تلقیح.................................................................................................................................... 92
    4-4-4- بر هم کنش عوامل................................................................................................................................ 93
    4-4-5- شرایط بهینه........................................................................................................................................... 94
    4-4-6- آزمایش تایید شرایط بهینه................................................................................................................. 95
    4-5- منحنی رشد سویه امولسیون زدا در شرایط بهینه................................................................................... 96
    4-6- بررسی منابع کربن و نیتروژن....................................................................................................................... 98
    4-7- اثر ترکیبات مختلف محیط کشت............................................................................................................... 100
    4-8- تخلیص نسبی امولسیون زدای موجود در سلول باکتری....................................................................... 101
    4-9- ساز و کار امولسیون زدا................................................................................................................................ 102
    4-10- شناسایی کیفی و کمی ترکیب امولسیون زدا........................................................................................ 103
    4-10-1- طیف مادون قرمز (IR)..................................................................................................................... 103
    4-10-2- شناسایی کیفی ترکیب امولسیون زدا............................................................................................ 105
    4-10-2-1- آزمایش مولیش ......................................................................................................................... 105
    4-10-2-2- آزمایش بندیکت......................................................................................................................... 105
    4-10-2-4- آزمایش بیوره............................................................................................................................... 105
    4-10-2-5- شناسایی لیپید............................................................................................................................ 105
    4-10-3- شناسایی کمی امولسیون زدا........................................................................................................... 106

    عنوان
    4-10-3-1- تعیین میزان کمی کربوهیدرات(قند)....................................................................................
    صفحه
    106
    4-10-3-2- تعیین مقدار کمی پروتئین در ترکیب امولسیون زدا......................................................... 107
    4-10-4- الکتروفورز............................................................................................................................................. 108
    4-11- عملکرد میکروارگانیسم تولیدکننده امولسیون زدا در
    فرمنتور آزمایشگاهی.....................................................................................................................................
    110
    4-11-1- توسعه مایه تلقیح................................................................................................................................ 110
    4-11-2- رشد سویه امولسیون زدا و تولید ترکیب امولسیون زدا
    در فرمنتور آزمایشگاهی با منبع کربن گلوگز..................................................................................
    110
    4-11-3- رشد سویه امولسیون زدا و تولید ترکیب امولسیون زدا
    در فرمنتور آزمایشگاهی با منبع کربن ملاس...............................................................................
    113
    4-11-4- مقایسه عملکرد میکروارگانیسم امولسیون زدا در
    دو فرمنتور A و B..............................................................................................................................
    117
    فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها
    5-1-نتیجه گیری....................................................................................................................................................... 119
    5-2- پیشنهادها......................................................................................................................................................... 121
    منابع و ماخذ................................................................................................................................................................ 122



    چکیده :
    چکیده در این تحقیق امولسیون مدلی، مشابه با امولسیون های واقعی تهیه شد تا ساز و کار و شرایط بهینه فرآیند امولسیون زدایی بررسی شود. امولسیون مدل با سورفکتانت سنتزی Tween 80و با نسبت 80:20 آب-نفت خام تهیه گردید. اثر عوامل محیطی مانند دما و pH در پایداری امولسیون مدل تهیه شده مورد ارزیابی قرار گرفت. تحت هر شرایطی امولسیون مدل، حداقل به مدت 3 هفته پایدار است. در این تحقیق باکتریsp. Microbacterium از لجن نفتی جزیره سیری با توانش امولسیون زدایی امولسیون مدل آب در نفت خام پالایشگاه اصفهان جدا گردید. تاثیر دمای گرماگذاری روی امولسیون مدل بعد از تلقیح سویه مورد نظر به امولسیون مدل، همچنین میزان تلقیح محیط کشت حاوی سویه مورد بررسی قرار گرفت. در امولسیون زدایی رابطه بین دما و میزان شکست امولسیون خطی است. با توجه به نتایج فعالیت امولسیون زدایی، حجم تلقیح محیط کشت به امولسیون 10% حجم امولسیون مدل در دمای بهینه گرماگذاری ◦C 80 انتخاب شد. همچنین در این تحقیق عوامل محیطی موثر بر تولید امولسیون زدا توسط این سویه، با نرم افزار تاگوچی با استفاده از ماتریس l16 برای 5 عامل بهینه سازی شد. در این بهینه سازی، درصد امولسیون زدایی به عنوان معیاری از تولید امولسیون زدا در نظر گرفته شد. با توجه به نتایج تجزیه و تحلیل آماری نرم افزار تاگوچی، دما و میزان تلقیح سویه به محیط کشت تولید دو عامل بسیار مهم در تولید امولسیون زدا می باشند. C/N (نسبت منبع کربن به نیتروژن) تاثیری در میزان تولید امولسیون زدا نداشت. در شرایط بهینه ارایه شده توسط نرم افزار دما ◦C 25،سن کشت 3 روز، 7=pH، 3C/N= و میزان تلقیح سویه به محیط کشت تولید cfu/ml 108 انتخاب شد. در شرایط بهینه مذکور درصد امولسیون زدایی 96%حاصل شد. با بررسی نوع منبع کربن بر امولسیون زدایی مشاهده گردید که منابع کربن کربوهیدراتی مانند ملاس و گلوگز در تولید امولسیون زدا بازده بهتری نسبت به منابع کربن هیدروکربنی دارند. همچنین بدون منبع نیتروژن (عصاره مخمر) تولید امولسیون زدا امکان پذیر نیست. امولسیون زدای تولیدی یک ترکیب متصل به سطح باکتری است که با افزایش دما از سطح سلول آزاد می گردد. شایان ذکر است که امولسیون زدای تولیدی توسط میکروارگانیسم حاصل از نوع پایدار حرارتی می باشد. امولسیون زدا با به کارگیری حرارت و حلال اتانل-اسید استیک به صورت نسبی تخلیص شده و ترکیبات ساختاری آن به صورت کیفی وکمی شناسایی گردید. با استفاده از آزمایشهای بیوشیمیایی 73% پروتئین و 15% کربوهیدرات در ساختار امولسیون زدای تولیدی شناسایی گردید. در انتها تولید امولسیون زدا در فرمنتور آزمایشگاهی با دو منبع کربن گلوگز و ملاس بررسی شد. بازده تولید محصول با گلوگز 179/0، بازده توده زیستی 576/0 و بهره دهی محصول 1- gh-1l 158/0 بدست آمد. در مورد ملاس بازده تولید محصول 124/0، بازده توده زیستی 92/0 و بهرده دهی متابولیکی 1- gh -1l 0469/0 بود. باکتری با منبع کربن ملاس بازده توده زیستی و رشد بیشتری نسبت به گلوگز داشت. ولی گلوگز بهرده دهی متابولیکی و بازده تولید محصول (امولسیون زدا) بالاتری نسبت به ملاس ارایه نمود. واژه های کلیدی: امولسیون، امولسیون زدایی، امولسیون زدای زیستی، آب در نفت

    چکیده انگلیسی :
    Abstract In this research model emulsion closely resemble actual field emulsion was prepared, in order to investigation of mechanism and optimum condition of de-emulsification. Model emulsion was developed with surfactant Tween 80 at 80:20 ratio of crude oil-water. Effect of temperature and pH on emulsion stability were studied. Model emulsion under any condition was stable for 3 weeks. Microbacterium sp. Isolated from oily sludge of Siri Island, was able to de-emulsified water in crude oil model emulsion. Effect of incubation temperature of model and inoculum concentration to model emulsion were investigated. Relationship between temperature and de-emulsification activity was linear. Inoculum concentration 10% volume of model emulsion and incubation temperature of emulsion 80°C were selected. Environmental parameters that effect biode-emulsifier production optimized by using the taguchi metod. Qualitek4 software suggested an l-16 array (16 runs) for 5 factors. In this work de-emulsification activity was introduced as criteria of biode-emulsifier production. The statistical analysis has showed that temperature and Inoculum were the most important factors in biode-emulsifier production. At optimum condition T= 25°C, Age of culture was 3 day, pH=7, C/N=3 and inoculum condition to culture medium = 108 CFU/ml were introduced. De-emulsification activity at optimum condition was 96%. Influence of carbon substrates on the de-emulsification was investigated. Carbohydrates substrate such as glucose and molasses had better yield than hydrocarbon carbon source. Without nitrogen source (yeast extract), production od de-emulsifier was impossible. Produced biode-emulsifier was cell-surface active agent that was closely bound to the cell wall. By increasing temperature this compound extracted from cell wall. Biode-emulsifier that produced had heat stability. Biode-emulsifier has partially purified by autoclaving and ehanol-acetic acid solvent. This de-emulsifier contained approximately 15.5% carbohydrate and 73% protein. Production of biode-emulsifier with glucose and molasses were investigated at fermenter. Glucose had YP/S= 0.179, Yx/s= 0.576 and productivity = 0.158 gh-1l-1. Molasses had YP/S=0.124, Yx/s= 0.92 and productivity= 0.0469 gh-1l-1. YP/S and productivity of glucose were more than molasses. But molasses showed high yield of biomass. Keywords: Emulsion, De-emulsification, Microbial De-emulsifier, Water-in-oil


    کلید واژه ها :
    بیو تکنولوژی ◄ امولسیون زدا ◄ تولید ◄ امولسیون زدایی ◄ امولسیون زدای زیستی ◄ آب در نفت ◄ محلول آبی ◄ محلول نفتی ◄ ماده زیست فعال سطحی ◄ ملاس ◄ گلوکز ◄ روش تاگوچی ◄ عصاره مخمر ◄ شکستن امولسیون ◄ لوترینت آگار ◄ قانون بنکروف ◄ الکتروفورز ◄ آزمایش مولیش ◄ آزم

    دی 1386
    0

    صفحه اول : University of Isfahan Faculty of engineering Department of chemical engineering M.Sc.Thesis Microbial De-emulsification of oil-water two phase system Supervisor: Dr.Hossien Salehizadeh By: Aida Ranjbar Moleh December 2007
    فصل اول :
    فصل دوم :
    فصل سوم :
    فصل چهارم :
    فصل پنجم :
    فصل ششم :